ZL-IOMS智能SPD在线监测管理系统

1.产品简介

1.1 概述
随着现代化信息事业的日益发展、全球气候变暖等重要因素的影响，各地的雷暴日呈现逐步上升的趋势，雷电灾害给全社会的灾害也越来越大。雷电灾害被联合国列为最严重的十大自然灾害之一，全世界每年因雷电灾害造成的人员伤亡、财产损失不计其数。
随着电力系统自动化技术的发展，各种配电装置及监控设备自动化程度越来越高，相关设备对防雷要求的日益严格，安装浪涌保护器抑制线路上的浪涌和瞬时过电压、泄放线路上的过电流成为现代防雷技术的重要环节之一。
电子工业是现代信息社会的支柱产业，电子计算机的应用遍及社会各领域，电子元器件的集成度不断提高，工作电压不断降低，而这些特点使它最怕雷电脉冲或二次感应雷电脉冲的侵害，雷击往往会造成大范围的设备损坏。随着电子、微电子集成化设备的大量应用，雷电过电压和雷击电磁脉冲所造成的系统和设备的损坏越来越多。因此，尽快解决建筑物和电子信息系统雷电灾害防护问题显得十分重要。

在这一领域传统的避雷针已起不到足够的保护作用。SPD(浪涌保护器)作为雷电防护技术的重要组成部分，尤其在电源浪涌抑制方面有着不可或缺的作用，其作用是把窜入电力线、信号传输线的瞬时过电压限制在设备或系统所能承受的电压范围内，或将强大的雷电流泄流入地，保护被保护的设备或系统不受冲击。
1.2 使用意义
这些SPD在线长时间运行，在雷电冲击和自然老化的作用下，其性能将逐渐下降甚至失效。如不能及时预防或排除失效的SPD，将对配电系统带来严重影响。因此，对于SPD运行状态及其安装环境的雷电冲击情况和寿命评估也是一项极其重要的工作当前SPD安装地点分散，难于统一监测其运行及寿命。为了避免或减轻雷电灾害损失，加强雷电的监测及其防护成为了首要的任务。
在智能化建筑概念不断推广的背景下，希望SPD能纳入电气监测系统，作为电气安全的一部分，但随着SPD安装数量的增加无法安排人工实时监控每一个SPD。这就要求这套系统能自动监测每个SPD遭受雷击浪涌的时间、冲击电流大小及SPD的剩余寿命，并最终汇总传输到人机交互终端，方便储存、查询数据。通过人机交互界面，可清楚查询各SPD状态，及其承受过的浪涌雷击情况，自动评估剩余寿命，为SPD的良好运行提供可靠数据，保证建筑物的配电系统及电子信息系统安全运行。智能SPD寿命监测系统，通过现代组网及通信技术，实现了SPD的寿命评估和智能管理化，SPD智能化是未来的电涌保护器发展方向，与建筑物的其他智能系统相连，最终实现更好的保护及维护效果。
1.3 应用场所
新型智能建筑(星级酒店、医院、银行、高档办公楼等)。
高速公路、大型交通枢纽、航站楼等。
带中央监控的工厂或站场等。
1.4 技术原理
对于SPD的寿命指示方面，国内外常见的有两种方式:机械脱扣装置，当SPD雷击损坏或自然老化损坏时，其MOV本体发热，使得连接部分低温焊锡融化，然后通过一套机械弹力脱扣装置，使得SPD脱离配电系统，同时提供失效标示或通过遥信接点通知远程系统告警，避免故障扩大，
温度保险丝脱扣装置，其原理也是通过MOV本体发热，使得温度保险丝动作，使SPD脱离配电系统
这些监测方法都需要投入专人，而且受时间和地域限制。同时无论以上哪种方式都是在MOV失效损坏后才能提供警示，并不能提前预测评估SPD的使用寿命。所以一套能实时监测和预测SPD寿命的雷击浪涌监测系统将可以有效解决这些问题，通过雷击浪涌的冲击电流并结合其安装监测位置，可以有效判断雷电流的入侵方式和能量大小，为进一步加强浪涌保护功能提供直接数据不断完善整体防雷效果。

原理实现如下:

数据采集:采用超微晶软磁合金传感器并配合高速AD转换采集雷电幅值，其响应速度快、不会饱和、几乎没有相位误差。
SPD漏电流检测:宗立SPD漏电流检测通过新型超微晶软磁合金传感器，直接采集SPD电流数据，并通过SPD在线监测终端设备进行滤波、筛选等，成功提取准确的漏电流的数据。
寿命评估:基于MCU(微控单元)，评估SPD剩余寿命:
◇ 根据MOV的经验寿命曲线:
◇ 根据MOV运行衰减系数，结合运行时间:
◇ 根据SPD漏电流大小。
人机交互:基于485总线，传输数据到上位机，结合软件统一监控显示数据。
◇ 记录雷击浪涌时间，冲击电流大小和SPD剩余寿命
◇ 具有寿命实时显示功能
◇ 模块寿命终结报警功能

1.6 产品特点
该产品具有以下特点:
◇ 可靠性高:
采用超宽输入电压电源供电，内部工业级芯片，采用专业脉冲电流捕捉线圈，降低损耗并被配备高速AD转换芯片。传输通信全隔离电路，确保模块安全运行。
◇ 实时报警:
采用在线监测，实时报警设计。当节点遭受浪涌冲击时，主动记录事件时间、节点地址和电流幅值等信息并马上评估SPD剩余寿命指标，传输到监控中心显示或报警。
◇ 功能齐全
系统可监测SPD的运行状态，带LED面板寿命显示，可以统计雷击次数和还原电流波形幅值，可单独设置寿命报警下限，可设置SPD漏电流超限报警值。使用户及时发现损坏节点，并通过中心监控软件生成各类记录报表，给SPD管理提供数据支持。
◇ 集中管理
每个监测节点上的SPD状态、剩余寿命、漏电流值等都可以在监控中心上显示并实时监测。免去每年的巡检工作，节省大量的人力物力。
◇ 无线传输
每个监测节点上的SPD寿命监测模块的数据，可通过无线传输模块传输到监控中心，无线传输模块可替代RS485总线，而无需布线，节约布线成本。
1.7 系统组成
智能SPD在线监测管理系统包括
SPD终端采集设备、组网通讯设备、监控中心设备和SPD寿命智能监控管理软件等。
1、终端采集设备与SPD串联安装，使其泄放电流通过采集设备的感应线圈。设备带有光耦遥信接口，用于连接SPD的失效状态输出。带有通信接口用于组网传输，面板上以集成LED显示器件，可直接观察所连接SPD的评估剩余寿命。
2、组网通信，终端采集设备带有RS485总线接口，在节点不多的情况下可直接通过星形结构组网。如节点较多，结构较复杂可通过RS485总线集线器合理布局连接，最终通过RS232转接器把RS485信号转换成电脑适配信号，接入终端电脑。
3、监控管理中心设备，通过相应的监测软件对整个系统进行全面图形化的智能监测。可根据现场的终端配置情况，详细设置监控软件，使其对应安装位置，在SPD出现失效或其他状况时，可方便定位查询。